雄安新区大气污染的气象特征分析

2017年4月,中国共产党中央委员会和国务院决定在河北设立雄安新区,以推进京津冀协同发展,要将雄安新区打造为环境优美的生态城市.通过分析雄安新区2016年5月24日至2017年4月30日的空气质量数据和气象数据,对该地区的大气污染现状进行了研究,并揭示其与气象条件的关系,旨在为雄安新区的合理规划提供科学依据.研究发现雄安新区的主要大气污染物为PM_(2.5)和PM_(10),其重污染过程主要出现在秋、冬两季,污染程度与相对湿度呈正相关,与风速和温度呈负相关.尽管雄安新区目前的开发程度较低,但受本地排放和周边污染物输送的共同影响,大气污染问题不容忽视.在雄安新区的规划和建设过程中,需要考虑周边地区的协调发展,共同治理大气环境.     

近500年我国梅雨的气候波动

梅雨是我国和日本的重要天气过程,也是东亚夏季风推进的一个重要阶段。本文利用长江下游地区近500年的历史旱涝史料(史料的旱涝标准分为5级:1级:大涝;2级:偏涝;3级:正常;4级:偏旱;5级:大旱),对九江、安庆、南京、扬州、苏州、上海、杭州等站区的各年旱涝等级用主分量法加以综合,并选用所得各变量中占有较大方差的变量,建立了我国梅雨自公元1470—1975年的序列。     

江淮梅雨期降水经向非均匀分布及异常年特征分析

尽管江淮梅雨期降水在多数年份具有一致的空间变率, 然而在有些年份却呈现出南北反相的变化特征, 而此时整个梅雨区的降水量往往接近正常, 这无疑增加了梅雨短期气候预测的难度. 鉴于上述考虑, 对1951~2004年江淮地区15站梅汛期(6~7月份)降水进行了EOF分析, 发现第二特征向量主要反映了梅雨期降水的经向非均匀分布特征, 据此将梅雨雨型分为南涝北旱和南旱北涝型, 并利用第一套NCEP再分析资料和第二套扩展重建海温资料(ERSST)对梅雨降水经向分布异常年的海气背景特征进行了研究, 结果发现: 南涝北旱年, 梅雨期低层锋区和水汽辐合中心偏南, 东亚副热带夏季风偏弱, 西太平洋副热带高压和200 hPa南亚高压位置偏南; 前期2月份北半球环状模(NAM)和南半球环状模(SAM)偏强, 北半球冬、春季中国近海海温偏高. 南旱北涝年, 情况基本相反. 此外, 前期北半球冬季ENSO对梅雨期降水经向非均匀分布也具有一定的影响作用.     

中国东部过去2000年百年冷暖的旱涝格局

根据历史文献记载重建的过去2000年中国东部63个点(地区)旱涝等级数据及集成28条代用资料重建的中国温度变化最新序列,采用各级旱涝发生几率的比率差指标,研究了百年尺度寒冷时段(440~540年、780~920年、1390~1460年、1600~1700年、1800~1900年)和温暖时段(650~750年、1000~1100年、1190~1290年、1900~2000年)的中国东部旱涝格局.结果发现,每个寒冷、温暖时段的旱涝格局虽各不相同,但在多数温暖时段,长江以北地区总体偏旱、以南地区涝.分析表明:寒冷时段的旱涝格局呈自东向西带状分布,115°E以东涝、以西则旱涝相间;温暖时段则呈自南向北的带状分布,25°N以南地区旱、25°~30°N之间涝、30°N以北地区旱,但黄土高原地区涝.冷、暖时段旱涝格局对比显示,气候由寒冷转为温暖可能会导致华北地区干旱与湘、赣流域雨涝几率同时增加.     

中世纪暖期、小冰期与现代东亚夏季风环流和降水年代-百年尺度变化特征分析

利用气象仪器观测资料、降水和温度代用资料以及气候模拟结果, 综合分析近1000年东亚夏季风区海陆热力差异和降水的年代际、百年际尺度变化规律, 对比了现代、小冰期和中世纪暖期东亚季风环流和降水的基本特征, 以及与太阳辐照度和全球气候变化的联系, 得到以下结论: 在近150 年里, 用东亚陆地与其周边海域大气温度差异指示的东亚夏季风环流与降水呈现出显著的年代际波动特征, 并且在过去50 年全球增暖最快时期东亚季风偏弱; 在百年尺度上, 中世纪暖期东亚夏季风环流是过去1000 年里最强时期, 而在1450~1570 年期间东亚夏季风是过去1000 年里最弱的时期; 对应于偏弱的东亚夏季风环流, 中国东部季风雨带总体上位置偏南, 伴随着华北降水偏少、长江降水偏多(即“南涝/北旱”型)异常分布特征; 从20 世纪初到20 世纪20 年代, 降水呈现出长江流域偏少、华北偏多的反“南涝/北旱”型特征; 与中世纪暖期相比, 在1400~1600 年期间发生的是一个更长时间尺度的“南涝/北旱”现象; 此外, 东亚夏季风环流和降水变化与全球气温变化的趋势有不同步特征, 在近150 年里, 尽管全球和中国区域表面年平均气温显著增加, 但是东亚季风环流和降水没有表现出一个增强或者减弱趋势, 在过去1000 年里东亚夏季风最弱时期要比北半球最冷时期出现的早, 并与太阳辐照度的最弱时期相对应.     

1876~1878 年华北大旱: 史实、影响及气候背景

以源于历史文献的1736 年以来华北地区降水重建序列为基础, 辨识了1876~1878 年华北大旱是发生在过去300 年间最为严重的极端干旱事件, 分析了1876~1877 年逐季及年降水量的空间分布格局, 并据史料记载对本次旱灾产生的社会和经济影响做了初步评价. 结果表明: 本次干旱事件发生时间自1876 年春季开始至1878 年春季结束, 且以1877 年干旱发生的空间范围最广, 程度也最严重; 在持续长达3 年的大旱灾中, 华北地区粮食严重失收, 米价上涨至常年的5~10 倍; 华北5 省人口因大量死亡或者迁出, 共减少2000 多万. 相关的调查分析还表明, 1876~1878 年的大旱是全球化现象, 这可能与赤道中东太平洋海温异常偏高、El Niño 事件强度异常偏强及南极涛动正异常有关.     

陆-气耦合对中国东部夏季干旱和洪涝的影响:以1998和1999年为例

干旱和洪涝是造成中国经济损失最严重的两个气候灾害.中国东部在1998年夏季经历了特大洪涝,而在1999年夏季呈现了严重的"南涝北旱"分布型.频繁发生的干旱和洪涝灾害已经给中国东部的工农业生产、生态环境和社会经济带来严重损失.然而,目前对干旱和洪涝的预测能力仍非常有限,其中一个主要原因是对陆-气相互作用的理解严重不足.     

公元前2000年左右发生的一次自然灾害异常期

(一)前言我国大量的史料表明,在某个历史时期,各种严重的自然灾害往往有集中出现的现象。其间,大旱、大涝、严寒、大地震等自然灾害频繁发生,与其他时期相比较,不论自然灾害的严重程度、发生频次和地域分布,都有明显增加的趋势。例如,以十七世纪为中心的明清时代,就是这样一个自然灾害的多发时期(有人称之为明清宇宙期)。在这个时段,我国发生的严寒和大地震都是三千年来最严     

抗洪救灾 确保通信

1981年我省发生了历史罕见的特大洪灾,全省各级邮电部门的广大干部和职工,在各级党政的领导和关怀下,不顾本部门所受的严重灾情,开展了一场抗洪救灾,保证通信、恢复通信的战斗,千方百计保证了省委、省府和各级领导机关在紧急时刻指挥抗洪救灾的通信需要。在这场严重的自然灾害面前,如何保证紧急情况下的通信联系,从实践看,有以下几个方面的作法是比较成功的.     

1985年乌恰7.4级大地震和太阳黑子周期

1985年8月23日,在我国新疆西部乌恰南发生了7.4级地震,使当地人民生命财产受到很大损失。这次地震的发生在时间上和空间分布上有明显的规律性,它与太阳黑子相对数的低值年份密切相关。我们曾根据天文因素(太阳黑子周期变化等)、地震迁移和时空分布的规律等在这次地震发生以前作了中期地震预报。因此,乌恰7.4级地震是天文与地震综合研究作地震预报的好震例,有必要对它进行系统的论述和总结。     

1981年为什么四川多暴雨

1981年,四川境内暴雨天气频繁,其出现范围之广、强度之较大,实属历史少见。尤其是7、8两月内,连续发生几次大暴雨天气过程,许多地区遭到特大洪涝危害,损失十分严重,教训也比较深刻。我省各级气象台站,事前加强了汛期天气预报服务工作;在严密监测天气变化,认真分析研究天气演变趋势的基础上,基本上及时准确地发布了多次重要天气消息,从而,引起各级领导重视,采取了应急措施,减轻了洪涝灾害的损失,为抗洪抢险做出一定的贡献。但是,预报时效普遍较短,也还有错报、漏报的情况存在。为了今后更有成效地开展科学防     

一种可能的地震前兆及其应用问题的讨论

<正>40年前的1976年7月28日,一个7.8级的特大地震发生在河北唐山.这是一次震源深度约12 km的浅源地震,最大烈度为11度,唐山市超过95%的民用建筑倒塌和受到严重破坏,造成了24万余人丧生、16万余人严重受伤的惨重后果.一个工业城市几乎被夷为废墟,造成了非常巨大的财产损失,在全国人民的心中留下了难以磨灭的伤痛.     

2014～2016年El Ni?o期间全球平均海平面的年际变化及全球水循环的贡献

自1993年以来,卫星测高的结果显示全球平均海平面(global mean sea level,GMSL)以3 mm/a左右的平均速率上升,并伴随着明显的年际变化.2002年成功发射的重力卫星(Gravity Recovery and Climate Experiment,GRACE)通过高精度测量两颗卫星之间的距离变化(微米级精度)反演全球陆地水时空变化,为全球平均海平面变化的成因分析研究提供了观测基础.综合利用卫星测高、GRACE卫星重力、海水温盐Argo浮标数据,详细分析了2010~2016年La Ni?a和El Ni?o期间GMSL年际变化和年际尺度上陆地水的贡献.结果显示,从2010年开始进入La Ni?a到2011年La Ni?a达到鼎盛期GMSL下降了7.6 mm,其中海水质量减少贡献了5.1 mm;2011~2013年GMSL快速上升了19.2 mm,相应海水质量的增加贡献了12.3 mm;2014~2016年强El Ni?o事件使得GMSL上升了15.1 mm,其中海水质量增加对GMSL的贡献达13.6 mm,该时期海水质量变化是GMSL年际变化的主导因素.同时采用卫星重力正演方法(Forward Modelling,FM)分别研究了澳大利亚+东南亚区域、南美洲区域、北美地区、南极+格陵兰区域的陆地水储量变化,结果表明:2014~2016年El Ni?o期间全球海水质量的增加主要来自于澳大利亚+东南亚区域、南美洲区域陆地水减少的贡献.     

重庆库区旧石器时代至唐宋时期考古遗址时空分布与自然环境的关系

采用GIS空间分析方法,对重庆库区旧石器时代至唐宋时期考古遗址时空分布特征从遗址的时间分布、平面空间分布和垂直空间分布3个方面进行了分析.采用神农架大九湖旧石器时代以来连续沉积泥炭地层的孢粉记录,并结合前人对历史时期自然环境演变研究,对本区旧石器时代至唐宋时期自然环境背景进行了重建.通过考古遗址时空分布与自然环境的对比,对本区新石器时代至唐宋时期考古遗址分布的时空变化与自然环境演变、自然环境灾变的关系进行了探讨.研究表明,重庆库区旧石器时代至唐宋时期677处遗址时空分布的总趋势是从西往东、从高往低逐渐增加的.遗址多沿江河分布,且在河流交汇的区域呈聚集状态.史前的旧石器时代和新石器时代遗址分布高度明显高于历史时期.分析认为:(1)各时代人类都需要选择既靠近水源、又便于抵御洪水的河流1～2级阶地为生存地点.全新世以来,受区域构造抬升作用,河流相对下切,时代较早的史前遗址往往被置于较高的海拔位置;(2)重庆库区地形起伏较大,在受河流侧旁侵蚀与堆积形成的宽谷和阶地才有更多适于古人生存的空间,故遗址多沿江河分布;(3)本区早期经济以渔猎和农业为主,但在山地地区陡峭的地形限制了耕作业发展,而在河流交汇处地势平坦,土地肥沃,鱼类资源丰富,因而成为人们较为理想的耕作和渔猎场所;(4)本地区人类遗址时空分布变化受气候条件影响较大.     

一个新的高分辨率洪涝动力数值监测预报系统

基于简单的分布式水文模型CREST和多种卫星遥感资料及站点观测资料等,建立了一个高分辨率的动力数值洪涝灾害预报系统.该系统包含数据输入、水文模型、模式输出以及结果验证4部分.数据输入使用了高分辨率卫星遥感DEM等地表下垫面数据作为边界条件,使用时空分辨率和精度都较好的CMORPH卫星遥感降水资料作为驱动数据,驱动分布式水文模型CREST实时运行,以监测和预报中国地区尤其是无站点观测或者站点较少地区的洪涝灾害.对2008~2011年的水文基本变量后报结果结合不同流域水文站点的水文过程线分析验证表明,水平空间分辨率1 km的系统能够较好地后报中国地区的基本水文过程,能够较好地后报如实际蒸散发、土壤湿度、地表径流等基本水文变量;系统能够较好地模拟和后报河道径流量涨落过程;能够较好地后报洪峰及其对应的流量.同时,经过几次洪涝灾害事件的分析验证,表明系统能较好地监测、预报洪涝发生的时间及其影响的范围,从而可以为防灾减灾提供参考依据.     

美国飓风与中国围垦

2005年8月25日,“卡特里娜”飓风突然袭击了美国南部的佛罗里达州,4天之后又在美国墨西哥湾沿海地区登陆,给沿岸的路易斯安那、密西西比和亚拉巴马等州造成了巨大的灾害。在受灾最为严重的路易斯安那州的新奥尔良市,由于防洪堤在飓风中决口,导致该市80%的面积被洪水所淹没,该市市长不得不下令全城的居民全部紧急撤离。据灾后统计数据表明,此次灾害造成1306人死亡、6644人失踪,还造成累计达1600亿美元的经济损失,成为美国历史上最为严重的一次灾害。其破坏程度远远超过2001年的“9·11”恐怖袭击,并可与2004年年底发生的东南亚海啸所造成的损…     

未来气候变化情景下中国冰冻圈变化影响区域的脆弱性评价

基于IPCC的脆弱性定义,本文遴选了冰川覆盖率、冻土深度年变化率、积雪覆盖年变化率、地表径流年变化率、地温年变化率、植被生长年变化率以及人类发展指数年变化率7个指标,开展2001~2020年以及2001~2050年两个时段A1(高排放)和B1(低排放)情景下冰冻圈变化的脆弱性定量评价.评价结果显示,未来中国冰冻圈变化影响区域的脆弱性自东向西呈逐渐增加的分布特征,中东部地区主要为微度和轻度脆弱区,强度脆弱区和极强度脆弱区主要分布在西藏的部分地区.对1981~2000年、2001~2020年以及2001~2050年的脆弱性比较表明,上述3个时期脆弱性最强的是1981~2000年,其次为2001~2020年,脆弱性最小的是2001~2050年.从1981~2000年到2001~2050年,微度脆弱区面积逐渐增加,轻度脆弱区面积逐渐减小,强度脆弱区和极强度脆弱区则先增加再减小.未来气候变化情景下冰冻圈变化影响区域脆弱性减小是由于暴露度、敏感性减小,适应性增加所致.     

全球变暖背景下中国旱涝气候灾害的演变特征及趋势*

旱涝气候灾害是中国最严重的自然灾害之一,它不仅分布广、发生频率高,而且造成巨大的经济损失。研究表明：随着全球变暖中国旱涝气候灾害的年际和年代际变化更加明显,这是由于包括海陆气各圈层相互作用的东亚季风气候系统的变异所造成。笔者利用IPCC AR4 22个海陆气耦合气候数值模式的计算结果对在A1B排放情景下21世纪各时期东亚夏季风降水的变化趋势进行预估,结果表明：在全球变暖背景下东亚夏季风降水在21世纪不仅年际变率增强,而且从21世纪中期亚洲夏季风增强,它将引起中国华北和华南地区夏季降水明显变强,洪涝灾害增多。     

华北汛期降水多尺度特征与夏季风年代际衰变

研究了近50年华北汛期降水的频谱结构和演变特征及其与夏季风衰变之间的关系. 小波分析表明华北汛期(7~9月)降水年际尺度成分约占总方差的85%, 其演变代表了华北降水的基本走势. 近30年降水年际尺度部分发生了很大变化, 准5年谱消失, 准2年谱逐渐减弱, 1977年后降水年际变化十分微弱. 与此同时, 夏季风也呈现明显的年代际衰减. 计算表明, 华北汛期850 hPa平均经向风的演变以年代际尺度成分为主, 其演变特征与汛期降水非常相似, 且与降水序列及其年际尺度序列都呈显著正相关, 说明华北夏季风的年代际衰变可能是华北干旱的主要原因之一. 此外, 伴随20世纪60和70年代东亚季风的两次年代际突变, 我国大部分地区都出现了年代尺度的旱、涝更替, 而华北却从20世纪60~70年代的部分地区少雨发展成80~90年代的严重干旱.     

2011 年日本东北9.0 级大地震灾区建筑物与农田灾情遥感评估

北京时间2011 年3 月11 日13 时46 分, 在日本本州东海岸附近海域发生9.0 级地震, 地震发生后中国科学院对地观测中心迅速启动重大灾害应急响应及时对灾情进行评估. 本文首先基于灾前多光谱遥感影像提取了地震重灾区岩手、宫城、福岛三县的建筑物与农田信息, 然后通过与地震烈度分区的叠置分析, 评估了建筑物的受损情况. 同时, 通过建立基于地形与距离海岸线距离的海啸影响程度评估模型, 分析了重灾区沿海岸线建筑物与农田受海啸影响的损失结果. 评估结果部分采用灾后高分辨率影像进行了验证. 结果表明, 宫城县由地震及其诱发海啸造成的损失最大, 全县76%左右的建筑遭受的地震烈度达6 度以上(日本烈度表示法),24%左右的建筑与12%左右的农田遭受海啸入侵, 其次损失为福岛、岩手两县. 该结果为进一步开展经济、社会等灾情分析与评估提供了科学数据.